FR3030536A1 - ORGANOPOLYSILOXANES AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un organopolysiloxane (A) susceptible d'être obtenu par réaction, à une température comprise entre 0°C et 150°C, entre - au moins un composé (C) choisi parmi les composés organiques comprenant au moins une fonction alcène ou alcyne dont au moins l'un des substituants est une fonction acide et les composés organiques comprenant au moins une fonction acide et au moins une fonction alcène ou alcyne dont au moins l'un des substituants est un groupe électroattracteur; et - au moins un organopolysiloxane (B) choisi parmi les organopolysiloxanes comprenant des motifs siloxyles (I.1) et (I.2) de formules suivantes: La présente invention concerne également des compositions comprenant ces organopolysiloxanes (A) et leurs utilisations.The present invention relates to an organopolysiloxane (A) obtainable by reaction, at a temperature between 0 ° C and 150 ° C, between - at least one compound (C) selected from organic compounds comprising at least one alkene function or alkyne of which at least one of the substituents is an acid function and organic compounds comprising at least one acid function and at least one alkene or alkyne function of which at least one of the substituents is an electron-withdrawing group; and at least one organopolysiloxane (B) chosen from organopolysiloxanes comprising siloxyl units (I.1) and (I.2) of the following formulas: The present invention also relates to compositions comprising these organopolysiloxanes (A) and their uses.
Description
Organopolysiloxanes et leur procédé de préparation La présente invention concerne un organopolysiloxane (A), son procédé de préparation, les compositions le comprenant et son utilisation notamment comme promoteur d'adhésion, additif anti-brouillard, additif anti-mousse, conducteur électrique, additif antistatique, additif antibactérien, anti-corrosion, anti-feu ou pour l'enduction en couche mince.The present invention relates to an organopolysiloxane (A), its process of preparation, the compositions comprising it and its use in particular as adhesion promoter, anti-fog additive, anti-foam additive, electrical conductor, antistatic additive , antibacterial additive, anti-corrosion, anti-fire or for thin film coating.
De nombreuses approches ont été développées pour proposer des composés organopolysiloxanes modifiés. L'objectif principal étant de fournir des composés organopolysiloxanes avec des propriétés viscoélastiques variées afin de s'adapter à diverses utilisations, notamment comme élastomère, dans une composition de revêtement de papier ou de film, comme promoteur d'adhésion, comme additif anti- brouillard, etc. Il y a donc un intérêt à fournir des composés organopolysiloxanes présentant des propriétés viscoélastiques modulables afin de s'adapter à tout type d'utilisation. Il y a également un intérêt à fournir un procédé simple et économique permettant la préparation de composés organopolysiloxanes présentant des propriétés viscoélastiques 20 modulables. Ces objectifs sont remplis par la présente demande qui concerne un organopolysiloxane (A) susceptible d'être obtenu par réaction, à une température comprise entre 0°C et 150°C, entre 25 - au moins un composé (C) choisi parmi les composés organiques comprenant au moins une fonction alcène ou alcyne dont au moins l'un des substituants est une fonction acide et les composés organiques comprenant au moins une fonction acide et au moins une fonction alcène ou alcyne dont au moins l'un des substituants est un groupe électroattracteur; et 30 au moins un organopolysiloxane (B) choisi parmi les organopolysiloxanes comprenant des motifs siloxyles (1.1) et (1.2) de formules suivantes: YaZibSiO4(a+b) Zc2SiO4_c 2 (1.1) ; 2 (1.2) dans lesquelles : 35 - a= 1 ou 2, b= 0,1 ou 2 et a+b= 1,2 ou 3 - c = 1, 2, 3 ou 4 - les symboles Y, identiques ou différents, représentent un groupe fonctionnel de formule (1.3) : -E-(NH-G)h-(NH2), (1.3) dans laquelle : - h = 0 ou 1 ; - i = 0 ou 1 ; - h+i = 1 ou 2 - E représente un radical hydrocarboné divalent aliphatique, cycloaliphatique ou aromatique comprenant de 1 à 30 atomes de carbone ; de préférence aliphatique contenant de 1 à 10 atomes de carbone ; - lorsqu'il est présent, G représente un radical hydrocarboné aliphatique comprenant de 1 à 10 atomes de carbone, monovalent lorsque i=0 ou divalent lorsque i=1; - les symboles Z1 et Z2, identiques ou différents, représentent un radical hydrocarboné monovalent ayant de 1 à 30 atomes de carbone et comprenant éventuellement une ou plusieurs insaturations et/ou un ou plusieurs atomes de fluor, un groupe hydroxyle, ou un radical-OR1 avec R1 qui représente un radical hydrocarboné en Ci-Cic, linéaire, cyclique ou ramifié, et de préférence Z1 et Z2 représentent un groupe hydrocarboné monovalent choisi parmi le groupe constitué par les groupes alkyles ayant de 1 à 8 atomes de carbone, les groupes alcényles ayant de 2 à 6 atomes de carbone et les groupes aryles ayant de 6 à 12 atomes de carbone comprenant éventuellement un ou plusieurs atomes de fluor, un groupe hydroxyle, ou un radical-OR1 avec R1 qui représente un radical hydrocarboné en Ci-Cic, linéaire, cyclique ou ramifié, et encore plus préférentiellement choisis parmi le groupe constitué par un groupe méthyle, éthyle, propyle, 3,3,3- trifluoropropyle, vinyle, hydroxyle, éthoxyle, méthoxyle, xylyle, tolyle et phényle ; ledit polyorganosiloxane (B) comprenant, par molécule, au moins un motif siloxyle (1.1) porteur d'au moins un groupe fonctionnel de formule (1.3). Dans le cadre de la présente invention on entend par groupe électroattracteur, un groupe attirant à lui les électrons, c'est-à-dire un atome ou groupe d'atomes ayant une électronégativité supérieure à celle de l'hydrogène, aboutissant ainsi à des liaisons appauvries en électron. Ainsi, dans le cadre de l'invention, le groupe électroattracteur appauvrit les fonctions alcène ou alcyne en électrons. Une définition de tels groupes est notamment donnée dans la publication « Michael addition reactions in macromolecular design for emerging technologies » Progress in Polymer Science 31(5), 487-531(2006). Parmi les groupes électroattracteurs on peut notamment citer les fonctions cétone, acide, amide, ester phosphonate, acide phosphonique, acide sulfonique, sulfone, ester, thioester, le groupe NO2, le groupe ON, etc Dans le cadre de la présente demande, on entend par fonction acide notamment les fonctions acides carboxyliques, acides sulfoniques et acides phosphoniques. Ainsi et de préférence, le composé (C) de la présente invention est choisi parmi les composés organiques comprenant au moins une double ou une triple liaison carbone-carbone dont au moins l'un des substituants est une fonction acide carboxylique, acide sulfonique ou acide phosphonique ou les composés organiques comprenant au moins une fonction acide choisie parmi une fonction acide carboxylique, une fonction acide sulfonique ou une fonction acide phosphonique et au moins une double ou une triple liaison carbone- carbone dont au moins l'un des substituants est un groupe électroattracteur . Ce composé C peut alors réagir selon une réaction d'Aza-Michael avec des amines primaires ou secondaires tel que décrit dans la publication « Michael addition reactions in macromolecular design for emerging technologies » Progress in Polymer Science 31 (5), 487-531(2006). De préférence, le composé (C) selon l'invention comprend au moins une double liaison carbone-carbone dont au moins l'un des substituants est une fonction acide carboxylique ou comprend au moins une fonction acide carboxylique et au moins une double liaison carbone-carbone dont au moins l'un des substituants est un groupe électroattracteur. Encore plus préférentiellement, dans le composé (C) selon l'invention au moins l'une des doubles liaisons carbone-carbone et au moins l'une des fonctions acide sont conjuguées. Parmi ces composés, on peut citer de préférence les composés de formule (Il) : R2 R4 (000R5 (II) dans laquelle : R2, R3 et R4, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un groupe COOH ou un groupe alkyle en 01 à 06, de préférence en Cl à 03, de préférence méthyle ; R5 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle ou un groupe aryle, dans lequel l'alkyle et l'aryle comprennent au moins un groupe COOH. De préférence, dans les composés de formule (Il), R2 et R3, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en 01 à 06, de préférence en 01 à 03, de préférence méthyle ; R4 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en 01 à 06, de préférence en 01 à 03, de préférence méthyle, ou un groupe COOH ; R5 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle ou un groupe aryle, dans lequel l'alkyle et l'aryle comprennent au moins un groupe COOH. De préférence, les composés (C) de l'invention sont choisis parmi l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide itaconique, l'acide crotonique, le 2-carboxyéthylacrylate, le 3- carboxypropylacrylate, l'acide maléique, l'acide fumarique, l'acide 2-(acryloyloxy)acétique, l'acide 2-(acryloyloxy)propanoique, l'acide 3-(acrylolyloxy)propanoique, l'acide 2- (acryloyloxy)-2-phenylacétique, l'acide 4-(acryloyloxy)butanoique, l'acide 2-(acryloyloxy)- 2-methylpropanoique, l'acide 5-(acryloyloxy)pentanoique, l'acide (E)-but-2-enoic, l'acide (Z)-prop-1-ene-1,2,3-tricarboxylique, l'acide cinnamique, l'acide sorbique, l'acide 2- hexenoique, l'acide 2-pentenoique, l'acide 2,4-pentadienoique, l'acide ethenesulfonique, l'acide vinylphosphonique, l'acide (1-phenylvinyl)phosphonique, l'acide 3- (vinylsulfonyl)propanoique, l'acide 2-(vinylsulfonyl)acétique, l'acide 2- (vinylsulfonyl)succinique, l'acide acétylène dicarboxylique et l'acide propiolique.Many approaches have been developed to provide modified organopolysiloxane compounds. The main objective is to provide organopolysiloxane compounds with varied viscoelastic properties in order to adapt to various uses, especially as an elastomer, in a paper or film coating composition, as an adhesion promoter, as an anti-fog additive etc. There is therefore an interest in providing organopolysiloxane compounds having modulable viscoelastic properties in order to adapt to any type of use. There is also an interest in providing a simple and economical process for the preparation of organopolysiloxane compounds having modulable viscoelastic properties. These objectives are fulfilled by the present application which relates to an organopolysiloxane (A) obtainable by reaction, at a temperature of between 0 ° C. and 150 ° C., between at least one compound (C) chosen from the compounds organic compounds comprising at least one alkene or alkyne function of which at least one of the substituents is an acid function and the organic compounds comprising at least one acid function and at least one alkene or alkyne function of which at least one of the substituents is a group electron; and at least one organopolysiloxane (B) selected from organopolysiloxanes comprising siloxyl units (1.1) and (1.2) of the following formulas: YaZibSiO4 (a + b) Zc2SiO4_c 2 (1.1); 2 (1.2) in which: 35 - a = 1 or 2, b = 0,1 or 2 and a + b = 1,2 or 3 - c = 1, 2, 3 or 4 - the symbols Y, identical or different , represent a functional group of formula (1.3): -E- (NH-G) h- (NH2), (1.3) in which: - h = 0 or 1; i = 0 or 1; - h + i = 1 or 2 - E represents a divalent aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical comprising from 1 to 30 carbon atoms; preferably aliphatic containing from 1 to 10 carbon atoms; when present, G represents an aliphatic hydrocarbon radical comprising from 1 to 10 carbon atoms, monovalent when i = 0 or divalent when i = 1; the symbols Z1 and Z2, which are identical or different, represent a monovalent hydrocarbon radical having from 1 to 30 carbon atoms and optionally comprising one or more unsaturations and / or one or more fluorine atoms, a hydroxyl group or an OR1 radical; with R1 representing a linear, cyclic or branched C1-C15 hydrocarbon radical, and preferably Z1 and Z2 represent a monovalent hydrocarbon group selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, the alkenyl groups having from 2 to 6 carbon atoms and aryl groups having from 6 to 12 carbon atoms optionally comprising one or more fluorine atoms, a hydroxyl group, or a radical-OR1 with R1 which represents a C1-C15 hydrocarbon radical, linear, cyclic or branched, and even more preferably selected from the group consisting of a methyl, ethyl, propyl, 3,3,3-trifluoropropyl, vinyl, hydroxyl group ethoxyl, methoxyl, xylyl, tolyl and phenyl; said polyorganosiloxane (B) comprising, per molecule, at least one siloxyl unit (1.1) bearing at least one functional group of formula (1.3). In the context of the present invention, the term "electron-withdrawing group" is understood to mean a group that attracts electrons to itself, that is to say an atom or group of atoms having an electronegativity greater than that of hydrogen, thus resulting in bonds depleted in electron. Thus, in the context of the invention, the electron-withdrawing group depletes the alkene or alkyne functions in electrons. A definition of such groups is in particular given in the publication "Michael adds reactions in macromolecular design for emerging technologies" Progress in Polymer Science 31 (5), 487-531 (2006). Among the electron-withdrawing groups, mention may be made especially of ketone, acid, amide, phosphonate ester, phosphonic acid, sulphonic acid, sulphone, ester, thioester, NO2 group, ON group, etc. In the context of the present application, we mean: by acid function including carboxylic acid functions, sulfonic acids and phosphonic acids. Thus, and preferably, the compound (C) of the present invention is chosen from organic compounds comprising at least one carbon-carbon double or triple bond of which at least one of the substituents is a carboxylic acid, sulphonic acid or acid function. phosphonic acid or organic compounds comprising at least one acid functional group chosen from a carboxylic acid function, a sulphonic acid function or a phosphonic acid function and at least one carbon or carbon double or triple bond of which at least one of the substituents is a group electroattractor. This compound C can then react according to an Aza-Michael reaction with primary or secondary amines as described in the publication "Michael add reactions in macromolecular design for emerging technologies" Progress in Polymer Science 31 (5), 487-531 ( 2006). Preferably, the compound (C) according to the invention comprises at least one carbon-carbon double bond of which at least one of the substituents is a carboxylic acid function or comprises at least one carboxylic acid function and at least one carbon-carbon double bond. carbon of which at least one of the substituents is an electron-withdrawing group. Even more preferably, in the compound (C) according to the invention at least one of the carbon-carbon double bonds and at least one of the acid functions are conjugated. Among these compounds, mention may be made preferably of the compounds of formula (II): R 2 R 4 (000R 5 (II) in which: R 2, R 3 and R 4, identical or different, represent a hydrogen atom, a COOH group or a group C1 to 03 alkyl, preferably C1 to 03, preferably methyl, R5 is a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, wherein the alkyl and aryl comprise at least one COOH group. preferably, in the compounds of formula (II), R2 and R3, which may be identical or different, represent a hydrogen atom or a C1 to C6 alkyl group, preferably a C1 to C3 alkyl group, preferably a methyl group; hydrogen, a C1 to C6 alkyl group, preferably a C1 to C3 alkyl group, preferably a methyl group, or a COOH group; R5 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, wherein the alkyl group is aryl compounds comprise at least one COOH group, preferably the compounds (C) of the invention are selected from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, 2-carboxyethylacrylate, 3-carboxypropylacrylate, maleic acid, fumaric acid, 2- (acryloyloxy) acid; acetic acid, 2- (acryloyloxy) propanoic acid, 3- (acrylolyloxy) propanoic acid, 2- (acryloyloxy) -2-phenylacetic acid, 4- (acryloyloxy) butanoic acid, 2- (acryloyloxy) -2-methylpropanoic acid, 5- (acryloyloxy) pentanoic acid, (E) -but-2-enoic acid, (Z) -prop-1-ene-1,2,3- tricarboxylic acid, cinnamic acid, sorbic acid, 2-hexenoic acid, 2-pentenoic acid, 2,4-pentadienoic acid, ethenesulfonic acid, vinylphosphonic acid, acid (1 phenylvinyl) phosphonic acid, 3- (vinylsulfonyl) propanoic acid, 2- (vinylsulfonyl) acetic acid, 2- (vinylsulfonyl) succinic acid, acetylene dicarboxylic acid and propiolic acid.
De préférence, les composés (C) de l'invention sont choisis parmi l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide itaconique, l'acide crotonique, le 2-carboxyéthylacrylate, le 3- carboxypropylacrylate, l'acide maléique et l'acide fumarique. De préférence, le composé (C) est l'acide acrylique ou le 2-carboxyéthylacrylate. De préférence, le composé (C) est l'acide acrylique.Preferably, the compounds (C) of the invention are chosen from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, 2-carboxyethylacrylate, 3-carboxypropylacrylate, maleic acid and fumaric acid. Preferably, the compound (C) is acrylic acid or 2-carboxyethylacrylate. Preferably, the compound (C) is acrylic acid.
De préférence, les organopolysiloxanes (B) peuvent présenter une structure linéaire, ramifiée, ou cyclique. Lorsqu'il s'agit d'organopolysiloxane linéaire, ceux-ci sont essentiellement constitués de motifs siloxyles « D », notamment choisis parmi le groupe constitué par les motifs siloxyles Y2Si02/2, YZ1Si02/2 et Z22S102/2 et de motifs siloxyles « M », notamment choisis parmi le groupe constitué par les motifs siloxyles Y3Si01/2, YZ12Si0112, Y2Z1Si0112 et Z23Si0112, les Y, Z1 et Z2 étant tels que définis ci-dessus, étant entendu que le polyorganosiloxane (B) comprend, par molécule, au moins un motif siloxyle porteur d'au moins un groupe fonctionnel de formule (1.3) définie ci-dessus. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, les organopolysiloxanes (B) sont choisis parmi les organopolysiloxanes comprenant des motifs siloxyles (1.1) et (1.2) de formules suivantes: YaZibSiO4(a+b) Z2SiO c 4-c 2 (1.1) ; 2 (1.2) dans lesquelles : - Y et Z1 et Z2 ont les définitions données ci-dessus ; - a= 1 ou 2, h= 0, 1 ou 2 et a+b= 2 ou 3 - c = 1 ou 2. De manière particulièrement préférée, les organopolysiloxanes (B) sont choisis parmi les organopolysiloxanes comprenant des motifs (1.1) choisis dans le groupe constitué par YZ1Si02/2 et YZ12Si0112 et des motifs (1.2) choisis dans le groupe constitué par Z22Si0212 et Z23Si01,2, les Y, Z1 et Z2 étant tels que définis ci-dessus, étant entendu que le polyorganosiloxane (B) comprend, par molécule, au moins un motif siloxyle porteur d'au moins un groupe fonctionnel de formule (1.3) définie ci-dessus. De préférence, les organopolysiloxanes (B) présentent un degré de polymérisation compris entre 2 et 5000, de préférence entre 2 et 1500, de manière plus préférée entre 2 et 500. De préférence, les organopolysiloxanes (B) comprennent un nombre de motif siloxyle (1.1) compris entre 1 et 100, de préférence entre 2 et 80. De préférence, les organopolysiloxanes (B) comprennent une quantité de liaison NH/gramme comprise entre 1.10-5 et 10.10-2 mol/g, et de préférence 5.10-5 et 5.10-2 mol/g.Preferably, the organopolysiloxanes (B) may have a linear, branched, or cyclic structure. When it is a linear organopolysiloxane, these consist essentially of "D" siloxyl units, chosen in particular from the group consisting of the Y2SiO2 / 2, YZ1SiO2 / 2 and Z22S102 / 2 siloxyl units and siloxyl units. M ", especially selected from the group consisting of siloxyl units Y3Si01 / 2, YZ12Si0112, Y2Z1Si0112 and Z23Si0112, Y, Z1 and Z2 being as defined above, it being understood that the polyorganosiloxane (B) comprises, per molecule, at least one siloxyl unit bearing at least one functional group of formula (1.3) defined above. In a particularly preferred embodiment, the organopolysiloxanes (B) are chosen from organopolysiloxanes comprising siloxyl units (1.1) and (1.2) of the following formulas: YaZibSiO4 (a + b) Z2SiO c 4 -c 2 (1.1); 2 (1.2) in which: Y and Z1 and Z2 have the definitions given above; - a = 1 or 2, h = 0, 1 or 2 and a + b = 2 or 3 - c = 1 or 2. Particularly preferably, the organopolysiloxanes (B) are chosen from organopolysiloxanes comprising (1.1) selected from the group consisting of YZ1SiO2 / 2 and YZ12SiO112 and units (1.2) selected from the group consisting of Z22Si0212 and Z23Si01,2, the Y, Z1 and Z2 being as defined above, it being understood that the polyorganosiloxane (B ) comprises, per molecule, at least one siloxyl unit bearing at least one functional group of formula (1.3) defined above. Preferably, the organopolysiloxanes (B) have a degree of polymerization of between 2 and 5000, preferably between 2 and 1500, more preferably between 2 and 500. Preferably, the organopolysiloxanes (B) comprise a number of siloxyl units ( 1.1) of between 1 and 100, preferably between 2 and 80. Preferably, the organopolysiloxanes (B) comprise an amount of NH / gram bond of between 1.10-5 and 10.10-2 mol / g, and preferably 5.10-5. and 5.10-2 mol / g.
De préférence, les organopolysiloxanes (B) peuvent être choisi parmi les composés de formule : I I I (111) avec k= 1 à 1000, de H2NSho,E-Sho...1-, SINH2 préférence 1 à 800 I I -Si, I-Si 1 0-L 1 0 NH2 (IV) avec 1 = 1 à 1000, de préférence 1 à 800 et m = 1 à 150, de préférence 1 à 100; I I I Si- -Si, 1.-Si I 1 0-L 1 0 NH H2N (V) avec n = 1 à 1000, de préférence 1 à 800 et o = 1 à 150, de préférence 1 à 100; H I I I H I 0" L I 0-1p I (VI) avec p = 1 à 1000, de préférence 1 à 800. Dans un mode de réalisation particulier, l'organopolysiloxane (B) peut être en émulsion.Preferably, the organopolysiloxanes (B) may be chosen from the compounds of formula III (III) with k = 1 to 1000, H2NSho, E-Sho ... 1-, SINH2 preferably 1 to 800 II -Si, I -Si 10-L 1 0 NH 2 (IV) with 1 = 1 to 1000, preferably 1 to 800 and m = 1 to 150, preferably 1 to 100; Si -Si, 1.-Si I 1 -OH NH (V) with n = 1 to 1000, preferably 1 to 800 and o = 1 to 150, preferably 1 to 100; (P) with p = 1 to 1000, preferably 1 to 800. In a particular embodiment, the organopolysiloxane (B) may be in emulsion.
Toutes les caractéristiques préférées définissant les organopolysiloxanes (B) peuvent être combinées entre elles. De manière générale, on peut définir le rapport r représentant le rapport entre le nombre de moles de fonction alcène ou alcyne du composé (C) dont au moins l'un des substituants est un groupe électroattracteur ou une fonction acide, de préférence le nombre de moles de double liaison C=C ou CC dont au moins l'un des substituants est un groupe électroattracteur ou une fonction acide, et le nombre de moles de liaisons N-H portées par l'organopolysiloxane (B). Le rapport r correspond à la relation suivante : n (C = C, CC) r= n(N - H) On peut également définir le rapport J représentant le rapport entre le nombre de mole de fonctions acide du composé (C) et le nombre de mole de fonctions amine de l'organopolysiloxane (B). Le rapport J correspond à la relation suivante : I - nombre de mole du composé (B) x nombre de fonctions amine du composé (B) Par fonction amine, on entend désigner les amines primaires ou secondaires. Il doit donc être compris qu'une mole de fonction amine primaire contient deux moles de liaisons NH et qu'une mole de fonction amine secondaire contient une mole de liaisons NH. De préférence, le rapport J est compris entre 0,01 et 20, de préférence entre 0,5 et 3. De préférence, le rapport r est compris entre 0,01 et 10, de préférence entre 0,05 et 2. De préférence, le rapport J est compris entre 0,01 et 20, de préférence entre 0,5 et 3 et le rapport r est compris entre 0,01 et 10, de préférence entre 0,05 et 2. De préférence, l'organopolysiloxane (B) présente une viscosité dynamique mesurée à 25°C avec un rhéomètre à contrainte imposée, notamrrent TA-DHRII, comprise entre 1 et 100 000 mPa.s, de préférence entre 100 et 50 000 mPa.s. nombre de mole du composé (C) x nombre de fonctions acide du composé (C)30 De façon particulièrement avantageuse, de par le procédé mis en oeuvre, l'organopolysiloxane (A), présente une viscosité dynamique mesurée à 25°C, avec un rhéomètre à contrainte imposée, notamment TA-DHRII, au moins 10 fois supérieure à celle de l'organopolysiloxane (B).All of the preferred characteristics defining the organopolysiloxanes (B) can be combined with one another. In a general way, it is possible to define the ratio r representing the ratio between the number of moles of alkene or alkyne function of the compound (C) of which at least one of the substituents is an electron-withdrawing group or an acid function, preferably the number of moles of C = C or CC double bond of which at least one of the substituents is an electron-withdrawing group or an acid function, and the number of moles of NH bonds carried by the organopolysiloxane (B). The ratio r corresponds to the following relation: n (C = C, CC) r = n (N-H) It is also possible to define the ratio J representing the ratio between the number of moles of acid functions of the compound (C) and the number of moles of amine functions of the organopolysiloxane (B). The ratio J corresponds to the following relationship: I - number of moles of the compound (B) x number of amine functions of the compound (B) Amine function means primary or secondary amines. It must therefore be understood that one mole of primary amine function contains two moles of NH bonds and one mole of secondary amine function contains one mole of NH bonds. Preferably, the ratio J is between 0.01 and 20, preferably between 0.5 and 3. Preferably, the ratio r is between 0.01 and 10, preferably between 0.05 and 2. Preferably the ratio J is between 0.01 and 20, preferably between 0.5 and 3 and the ratio r is between 0.01 and 10, preferably between 0.05 and 2. Preferably, the organopolysiloxane ( B) has a dynamic viscosity measured at 25 ° C with an imposed stress rheometer, including TA-DHRII, between 1 and 100 000 mPa.s, preferably between 100 and 50 000 mPa.s. number of moles of the compound (C) x number of acid functions of the compound (C) Particularly advantageously, by the process used, the organopolysiloxane (A) has a dynamic viscosity measured at 25.degree. an imposed stress rheometer, especially TA-DHRII, at least 10 times higher than that of the organopolysiloxane (B).
L'organopolysiloxane (A) peut éventuellement se présenter sous la forme d'une émulsion. Les organopolysiloxanes (A) obtenus peuvent être des liquides viscoélastiques ou des solides viscoélastiques. On peut parler de gel lorsque l'organopolysiloxane (A) est à la transition entre un liquide et un solide viscoélastique. Il est ainsi possible d'obtenir des organopolysiloxanes (A) présentant des propriétés viscoélastiques modulables.The organopolysiloxane (A) may optionally be in the form of an emulsion. The organopolysiloxanes (A) obtained may be viscoelastic liquids or viscoelastic solids. One can speak of gel when the organopolysiloxane (A) is at the transition between a liquid and a viscoelastic solid. It is thus possible to obtain organopolysiloxanes (A) having modulable viscoelastic properties.
La présente invention concerne également un procédé de préparation d'un organopolysiloxane (A) comprenant la mise en contact, à une température comprise entre 0 et 150°C, entre au moins un composé (C) choisi parni les composés organiques comprenant au moins une fonction alcène ou alcyne dont au moins l'un des substituants est une fonction acide et les composés organiques comprenant au moins une fonction acide et au moins une fonction alcène ou alcyne dont au moins l'un des substituants est un groupe électroattracteur; et au moins une fonction acide, et au moins un organopolysiloxane (B) comprenant des motifs siloxyles (1.1) et (1.2) de formules suivantes: YaZibSiO4(a+b) Zc2SiO4_c 2 (1.1) ; 2 (1.2) dans lesquelles : - a= 1 ou 2, b= 0,1 ou 2 et a+b= 1,2 ou 3 - c = 1, 2, 3 ou 4 - les symboles Y, identiques ou différents, représentent un groupe fonctionnel de formule (1.3) : (1.3) dans laquelle : - h = 0 ou 1 ; - i = 0 ou 1 ; - h+i = 1 ou 2 - E représente un radical hydrocarboné divalent aliphatique, cycloaliphatique ou aromatique comprenant de 1 à 30 atomes de carbone ; de préférence aliphatique contenant de 1 à 10 atomes de carbone ; - lorsqu'il est présent, G représente un radical hydrocarboné aliphatique comprenant de 1 à 10 atomes de carbone, monovalent lorsque i=0 ou divalent lorsque i=1; - les symboles Z1 et Z2, identiques ou différents, représentent un radical hydrocarboné monovalent ayant de 1 à 30 atomes de carbone et comprenant éventuellement une ou plusieurs insaturations et/ou un ou plusieurs atomes de fluor, un groupe hydroxyle, ou un radical-OR1 avec R1 qui représente un radical hydrocarboné en Cl-Clo linéaire, cyclique ou ramifié, et de préférence Z1 et Z2 représentent un groupe hydrocarboné monovalent choisi parmi le groupe constitué par les groupes alkyles ayant de 1 à 8 atomes de carbone, les groupes alcényles ayant de 2 à 6 atomes de carbone et les groupes aryles ayant de 6 à 12 atomes de carbone comprenant éventuellement un ou plusieurs atomes de fluor, un groupe hydroxyle, ou un radical-OR1 avec R1 qui représente un radical hydrocarboné en Cl-Clo linéaire, cyclique ou ramifié, et encore plus préférentiellement choisis parmi le groupe constitué par un groupe méthyle, éthyle, propyle, 3,3,3- trifluoropropyle, vinyle, hydroxyle, éthoxyle, méthoxyle, xylyle, tolyle et phényle ; ledit polyorganosiloxane (B) comprenant, par molécule, au moins un motif siloxyle (1.1) porteur d'au moins un groupe fonctionnel de formule (1.3). Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, le procédé de la présente invention abouti à une réaction d'aza-Michael entre les liaisons NH portées par l'organopolysiloxane (B) et les fonctions alcène ou alcyne du composé (C). Le composé (C) comprenant également au moins une fonction acide, le procédé de l'invention met en oeuvre également une réaction acido-basique entre les fonctions amines de l'organopolysiloxane (B) et lesdites fonctions acides du composé (C). De manière particulièrement avantageuse, l'association de ces deux réactions, permet d'obtenir un organopolysiloxane (A) dont la viscosité mesurée à 25°C, avec un rhéorrètre à contrainte imposée, notamment TA-DHRII, au moins 10 fois supérieure à celle de l'organopolysiloxane (B). Selon les différentes mises en oeuvre du procédé de l'invention (choix de l'organopolysiloxane (B), choix des conditions réactionnelles (temps de réaction, température, ratio de réactifs...)), l'organopolysiloxane (A) obtenu peut être un liquide viscoélastique ou un solide viscoélastique. On peut parler de gel lorsque l'organopolysiloxane (A) est à la transition entre un liquide et un solide viscoélastique. Il est ainsi possible d'obtenir des organopolysiloxanes (A) présentant des propriétés viscoélastiques modulables.The present invention also relates to a process for the preparation of an organopolysiloxane (A) comprising bringing into contact, at a temperature of between 0 and 150 ° C., at least one compound (C) chosen from organic compounds comprising at least one alkene or alkyne function of which at least one of the substituents is an acid function and organic compounds comprising at least one acid function and at least one alkene or alkyne function of which at least one of the substituents is an electron-withdrawing group; and at least one acid function, and at least one organopolysiloxane (B) comprising siloxyl units (1.1) and (1.2) of the following formulas: YaZibSiO4 (a + b) Zc2SiO4_c 2 (1.1); 2 (1.2) in which: - a = 1 or 2, b = 0,1 or 2 and a + b = 1,2 or 3 - c = 1, 2, 3 or 4 - the symbols Y, identical or different, represent a functional group of formula (1.3): (1.3) in which: - h = 0 or 1; i = 0 or 1; - h + i = 1 or 2 - E represents a divalent aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical comprising from 1 to 30 carbon atoms; preferably aliphatic containing from 1 to 10 carbon atoms; when present, G represents an aliphatic hydrocarbon radical comprising from 1 to 10 carbon atoms, monovalent when i = 0 or divalent when i = 1; the symbols Z1 and Z2, which are identical or different, represent a monovalent hydrocarbon radical having from 1 to 30 carbon atoms and optionally comprising one or more unsaturations and / or one or more fluorine atoms, a hydroxyl group or an OR1 radical; with R1 which represents a linear, cyclic or branched C1-Clo hydrocarbon radical, and preferably Z1 and Z2 represent a monovalent hydrocarbon group selected from the group consisting of alkyl groups having from 1 to 8 carbon atoms, the alkenyl groups having from 2 to 6 carbon atoms and aryl groups having from 6 to 12 carbon atoms optionally comprising one or more fluorine atoms, a hydroxyl group, or a radical-OR1 with R1 which represents a linear C1-C10 hydrocarbon radical, cyclic or branched, and even more preferably selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, 3,3,3-trifluoropropyl, vinyl, hydroxyl, ethoxyl, methoxyl, xylyl, tolyl and phenyl; said polyorganosiloxane (B) comprising, per molecule, at least one siloxyl unit (1.1) bearing at least one functional group of formula (1.3). Without wishing to be bound by any theory, the process of the present invention resulted in an aza-Michael reaction between the NH bonds carried by the organopolysiloxane (B) and the alkene or alkyne functions of the compound (C). Since the compound (C) also comprises at least one acidic function, the process of the invention also implements an acid-base reaction between the amine functions of the organopolysiloxane (B) and said acid functional groups of the compound (C). Particularly advantageously, the combination of these two reactions makes it possible to obtain an organopolysiloxane (A) whose viscosity, measured at 25 ° C., with an imposed stress rheorometer, in particular TA-DHRII, at least 10 times greater than that organopolysiloxane (B). According to the different implementations of the process of the invention (choice of organopolysiloxane (B), choice of reaction conditions (reaction time, temperature, ratio of reagents, etc.)), the organopolysiloxane (A) obtained can be a viscoelastic liquid or a viscoelastic solid. One can speak of gel when the organopolysiloxane (A) is at the transition between a liquid and a viscoelastic solid. It is thus possible to obtain organopolysiloxanes (A) having modulable viscoelastic properties.
Dans le cadre de la présente invention, on entend par réaction d'Aza-Michael, la réaction d'addition d'amine sur des liaisons multiples carbone-carbone, notamment fonction alcène ou alcyne, et plus préférentiellement des doubles liaisons carbone-carbone.In the context of the present invention, the term "Aza-Michael reaction" is understood to mean the amine addition reaction on carbon-carbon multiple bonds, in particular alkene or alkyne function, and more preferentially carbon-carbon double bonds.
Le composé (C) et les organopolysiloxanes (B) et (A) sont tels que définis ci-dessus. De préférence, le procédé de la présente invention est mis en oeuvre à une température comprise entre 10 et 100°C, de préférence entre 15et 70°C.The compound (C) and the organopolysiloxanes (B) and (A) are as defined above. Preferably, the process of the present invention is carried out at a temperature between 10 and 100 ° C, preferably between 15 and 70 ° C.
Le procédé peut être mis en oeuvre en présence d'irradiation micro-ondes et/ou ultrasons. De manière particulièrement avantageuse, le procédé de la présente invention peut être mis en oeuvre en masse ou en présence d'un solvant. Le solvant est notamment choisi parmi : - les solvants polaires protiques, tels que par exemple l'eau, les alcools, les liquides ioniques ; - les solvants apolaires tels que par exemple l'heptane, le toluène, le méthylcyclohexane; - Les solvants polaires aprotiques tels que les cétones (par exemple acétone), les ethers, les esters, le tetrahydrofurane (THF), le diméthylsulfoxyde (DMSO), le diméthylformamide (DMF). De préférence, le procédé de l'invention est mis en oeuvre en l'absence de solvant (en masse).The process can be carried out in the presence of microwave and / or ultrasonic irradiation. Particularly advantageously, the process of the present invention can be carried out in bulk or in the presence of a solvent. The solvent is especially chosen from: polar protic solvents, such as, for example, water, alcohols, ionic liquids; apolar solvents such as, for example, heptane, toluene, methylcyclohexane; Aprotic polar solvents such as ketones (for example acetone), ethers, esters, tetrahydrofuran (THF), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF). Preferably, the process of the invention is carried out in the absence of solvent (in bulk).
Le procédé de la présente invention peut être mis en oeuvre en présence d'un catalyseur, notamment choisi parmi les catalyseurs basiques, acides, nucléophiles ou organométalliques.The process of the present invention may be carried out in the presence of a catalyst, especially chosen from basic, acidic, nucleophilic or organometallic catalysts.
Le procédé de l'invention peut également être mis en oeuvre en présence d'une charge. Dans le cadre de la présente invention, les charges sont de préférence minérales. Elles peuvent être notamment siliceuses. S'agissant des matières siliceuses, elles peuvent jouer le rôle de charge renforçante ou semi-renforçante. Les charges siliceuses renforçantes sont choisies parmi les silices colloïdales, les poudres de silice de combustion et de précipitation ou leurs mélanges. Ces poudres présentent une taille moyenne de particule généralement inférieure à 0,1 lm (micromètres) et une surface spécifique BET supérieure à 30 m2/g, de préférence comprise entre 30 et 350 m2/g. Les charges siliceuses semi-renforçantes telles que des terres de diatomées ou du quartz broyé, peuvent être également employées. En ce qui concerne les matières minérales non siliceuses, elles peuvent intervenir comme charge minérale semi-renforçante ou de bourrage. Des exemples de ces charges non siliceuses utilisables seules ou en mélange sont le noir de carbone, le dioxyde de titane, l'oxyde d'aluminium, l'alumine hydratée ou trihydroxyde d'aluminium, la vermiculite expansée, la vermiculite non expansée, le carbonate de calcium éventuellement traité en surface par des acides gras, l'oxyde de zinc, le mica, le talc, l'oxyde de fer, le kaolin, le sulfate de baryum et la chaux éteinte. Ces charges ont une granulométrie généralement comprise entre 0,001 et 300 lm (micromètres) et une surface BET inférieure à 100 m2/g. De façon pratique mais non limitative, les charges employées peuvent être un mélange de quartz et de silice. Les charges peuvent être traitées par tout produit approprié. La charge peut être introduite soit directement mélangée à l'organosiloxane (B) soit dans le milieu réactionnel après mélange de l'organosiloxane (B) et du composé (C). Sur le plan pondéral, on préfère mettre en oeuvre une quantité de charge comprise entre 1% et 50% en poids, de préférence entre 1% et 30% en poids par rapport à l'ensemble des constituants (B) et (C) et encore plus préférentiellement de 1% à 10% en poids par rapport à l'ensemble des constituants (B) et (C).The method of the invention can also be implemented in the presence of a load. In the context of the present invention, the fillers are preferably mineral. They can be especially siliceous. As for siliceous materials, they can act as reinforcing or semi-reinforcing filler. The reinforcing siliceous fillers are chosen from colloidal silicas, silica powders for combustion and precipitation, or mixtures thereof. These powders have an average particle size generally less than 0.1 μm (micrometers) and a BET specific surface area greater than 30 m 2 / g, preferably between 30 and 350 m 2 / g. Semi-reinforcing siliceous fillers such as diatomaceous earth or ground quartz can also be used. In the case of non-siliceous mineral materials, they can be used as semi-reinforcing mineral filler or stuffing. Examples of these non-siliceous fillers that can be used alone or in a mixture are carbon black, titanium dioxide, aluminum oxide, hydrated alumina or aluminum trihydroxide, expanded vermiculite, unexpanded vermiculite, calcium carbonate optionally surface-treated with fatty acids, zinc oxide, mica, talc, iron oxide, kaolin, barium sulphate and slaked lime. These fillers have a particle size generally of between 0.001 and 300 μm (micrometers) and a BET surface area of less than 100 m 2 / g. In a practical but nonlimiting manner, the fillers used may be a mixture of quartz and silica. Charges can be processed by any suitable product. The filler may be introduced either directly mixed with the organosiloxane (B) or in the reaction medium after mixing the organosiloxane (B) and the compound (C). In terms of weight, it is preferable to use a quantity of filler of between 1% and 50% by weight, preferably between 1% and 30% by weight, with respect to all the constituents (B) and (C) and even more preferably from 1% to 10% by weight relative to all the constituents (B) and (C).
De préférence, dans le cadre du procédé de la présente invention le rapport J, tel que défini ci-dessus, est compris entre 0,01 et 20, de préférence entre 0,5 et 3. De préférence, dans le cadre du procédé de la présente invention le rapport r, tel que défini ci-dessus, est compris entre 0,01 et 10, de préférence entre 0,05 et 2.Preferably, in the context of the process of the present invention, the ratio J, as defined above, is between 0.01 and 20, preferably between 0.5 and 3. Preferably, in the context of the process of the present invention the ratio r, as defined above, is between 0.01 and 10, preferably between 0.05 and 2.
De préférence, dans le cadre du procédé de la présente invention le rapport J, tel que défini ci-dessus, est compris entre 0,01 et 20, de préférence entre 0,5 et 3 et le rapport r, tel que défini ci-dessus, est compris entre 0,01 et 10, de préférence entre 0,05 et 2. La présente invention concerne également une composition K1 comprenant au moins un organopolysiloxane (A) selon l'invention. De préférence, la composition K1 peut être une composition organopolysiloxane. La composition K1 peut comprendre en outre au moins une charge et/ou au moins un organopolysiloxane. La composition K1 peut également comprendre un ou plusieurs additifs fonctionnels usuels. Comme familles d'additifs fonctionnels usuels, on peut citer : - les résines silicone ; - les promoteurs ou modulateurs d'adhérence ; - les additifs pour augmenter la consistance ; - les pigments, les additifs de tenue thermique, de tenue aux huiles ou de tenue au feu, par exemple les oxydes métalliques.Preferably, in the context of the process of the present invention, the ratio J, as defined above, is between 0.01 and 20, preferably between 0.5 and 3, and the ratio r, as defined above, above, is between 0.01 and 10, preferably between 0.05 and 2. The present invention also relates to a composition K1 comprising at least one organopolysiloxane (A) according to the invention. Preferably, the composition K1 may be an organopolysiloxane composition. The composition K1 may further comprise at least one filler and / or at least one organopolysiloxane. The composition K1 may also comprise one or more usual functional additives. As families of usual functional additives, mention may be made of: silicone resins; adhesion promoters or modulators; additives to increase consistency; pigments, additives for thermal resistance, resistance to oils or fire resistance, for example metal oxides.
La composition K1 peut également comprendre un organopolysiloxane comprenant au moins une fonction carboxylique. La composition K1 peut également comprendre au moins un organopolysiloxane (B) tel que défini plus haut.The composition K1 may also comprise an organopolysiloxane comprising at least one carboxylic function. The composition K1 may also comprise at least one organopolysiloxane (B) as defined above.
De façon particulièrement avantageuse, comme précisé ci-dessus, l'organopolysiloxane (A) présente une viscosité dynamique plus élevée que celle de l'organopolysiloxane (B) de départ. De ce fait, ces organopolysiloxanes (A) peuvent être utilisés dans les mêmes applications que les élastomères silicones, ou encore dans les mêmes applications que les gels silicones, par exemple pour le woundcare (enduction de pansements, fabrication de prothèses externes, coussins anti-scarres), ou pour l'encapsulation de composants électroniques ou comme revêtements, notamment pour l'enduction de films souples en papier ou plastique ainsi que pour l'enduction textile (airbag). Les organopolysiloxanes (A) peuvent également être utilisés en tant qu'additifs et 20 notamment comme additifs promoteurs d'adhésion, anti-brouillard, anti-mousse, antistatique, antibactérien, anti-corrosion, anti-feu, anti graffiti ou pour l'impression temporaire, pour l'enduction en couche mince, ou dans différentes compositions. A titre illustratif et non limitatif, ces organopolysiloxanes (A) et les compositions K1 les comprenant peuvent être utilisés dans différentes applications comme les peintures, les 25 revêtements, les adhésifs, les mastics, le personal care, le health care, le traitement textile, l'électronique, l'automobile, les caoutchoucs, les compositions anti-mousse,etc. La présente invention concerne également une composition X pour la préparation d'un organopolysiloxane (A) selon l'invention, comprenant : 30 - au moins un composé (C) choisi parmi les composés organiques comprenant au moins une fonction alcène ou alcyne dont au moins l'un des substituants est une fonction acide et les composés organiques comprenant au moins une fonction acide et au moins une fonction alcène ou alcyne dont au moins l'un des substituants est un groupe électroattracteur; et 35 - au moins un organopolysiloxane (B) comprenant des motifs siloxyles (1.1) et (1.2) de formules suivantes: YaZibSiO4(a+b) Zc2SiO4_c 2 (1.1) ; 2 (1.2) dans lesquelles : - a= 1 ou 2, h= 0,1 ou 2 et a+b= 1,2 ou 3 - c = 1, 2, 3 ou 4 - les symboles Y, identiques ou différents, représentent un groupe fonctionnel de formule (1.3) : (1.3) dans laquelle : - h = 0 ou 1 ; - i = 0 ou 1 ; - h+i = 1 ou 2 - E représente un radical hydrocarboné divalent aliphatique, cycloaliphatique ou aromatique comprenant de 1 à 30 atomes de carbone ; de préférence aliphatique contenant de 1 à 10 atomes de carbone ; - lorsqu'il est présent, G représente un radical hydrocarboné aliphatique comprenant de 1 à 10 atomes de carbone, monovalent lorsque i=0 ou divalent lorsque i=1; - les symboles Z1 et Z2, identiques ou différents, représentent un radical hydrocarboné monovalent ayant de 1 à 30 atomes de carbone et comprenant éventuellement une ou plusieurs insaturations et/ou un ou plusieurs atomes de fluor, un groupe hydroxyle, ou un radical-OR1 avec R1 qui représente un radical hydrocarboné en C1-010 linéaire, cyclique ou ramifié, et de préférence Z1 et Z2 représentent un groupe hydrocarboné monovalent choisi parmi le groupe constitué par les groupes alkyles ayant de 1 à 8 atomes de carbone, les groupes alcényles ayant de 2 à 6 atomes de carbone et les groupes aryles ayant de 6 à 12 atomes de carbone comprenant éventuellement un ou plusieurs atomes de fluor, un groupe hydroxyle, ou un radical-OR1 avec R1 qui représente un radical hydrocarboné en C1-010 linéaire, cyclique ou ramifié, et encore plus préférentiellement choisis parmi le groupe constitué par un groupe méthyle, éthyle, propyle, 3,3,3- trifluoropropyle, vinyle, hydroxyle, éthoxyle, méthoxyle, xylyle, tolyle et phényle ; ledit polyorganosiloxane (B) comprenant, par molécule, au moins un motif siloxyle (1.1) porteur d'au moins un groupe fonctionnel de formule (1.3). Le composé (C) et les organopolysiloxanes (A) et (B) étant tels que définis plus haut.Particularly advantageously, as specified above, the organopolysiloxane (A) has a higher dynamic viscosity than the starting organopolysiloxane (B). As a result, these organopolysiloxanes (A) can be used in the same applications as silicone elastomers, or in the same applications as silicone gels, for example for woundcare (coating coating, manufacture of external prostheses, anti-mold cushions). scarres), or for the encapsulation of electronic components or as coatings, in particular for the coating of flexible films made of paper or plastic as well as for the textile coating (airbag). Organopolysiloxanes (A) can also be used as additives and especially as adhesion promoters, anti-fog, antifoam, anti-static, anti-bacterial, anti-corrosion, anti-fire, anti-graffiti or for anti-fogging agents. temporary printing, for thin film coating, or in different compositions. By way of nonlimiting illustration, these organopolysiloxanes (A) and the compositions K1 comprising them can be used in various applications such as paints, coatings, adhesives, sealants, personal care, health care, textile treatment, electronics, automobiles, rubbers, antifoam compositions, etc. The present invention also relates to a composition X for the preparation of an organopolysiloxane (A) according to the invention, comprising: at least one compound (C) chosen from organic compounds comprising at least one alkene or alkyne function of which at least one one of the substituents is an acid function and the organic compounds comprising at least one acid function and at least one alkene or alkyne function of which at least one of the substituents is an electron-withdrawing group; and at least one organopolysiloxane (B) comprising siloxyl units (1.1) and (1.2) of the following formulas: YaZibSiO4 (a + b) Zc2SiO4_c 2 (1.1); 2 (1.2) in which: - a = 1 or 2, h = 0,1 or 2 and a + b = 1,2 or 3 - c = 1, 2, 3 or 4 - the symbols Y, identical or different, represent a functional group of formula (1.3): (1.3) in which: - h = 0 or 1; i = 0 or 1; - h + i = 1 or 2 - E represents a divalent aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical comprising from 1 to 30 carbon atoms; preferably aliphatic containing from 1 to 10 carbon atoms; when present, G represents an aliphatic hydrocarbon radical comprising from 1 to 10 carbon atoms, monovalent when i = 0 or divalent when i = 1; the symbols Z1 and Z2, which are identical or different, represent a monovalent hydrocarbon radical having from 1 to 30 carbon atoms and optionally comprising one or more unsaturations and / or one or more fluorine atoms, a hydroxyl group or an OR1 radical; with R 1 which represents a linear, cyclic or branched C 1 -C 10 hydrocarbon radical, and preferably Z 1 and Z 2 represent a monovalent hydrocarbon group selected from the group consisting of alkyl groups having from 1 to 8 carbon atoms, the alkenyl groups having from 2 to 6 carbon atoms and aryl groups having 6 to 12 carbon atoms optionally comprising one or more fluorine atoms, a hydroxyl group, or a radical-OR 1 with R 1 which represents a linear C 1 -C 10 hydrocarbon radical, cyclic or branched, and even more preferably selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, 3,3,3-trifluoropropyl, vinyl, hydroxyl, ethoxyl, methoxyl, xylyl, tolyl and phenyl; said polyorganosiloxane (B) comprising, per molecule, at least one siloxyl unit (1.1) bearing at least one functional group of formula (1.3). The compound (C) and the organopolysiloxanes (A) and (B) being as defined above.
La présente invention va maintenant être décrite à l'aide d'exemples non limitatifs.The present invention will now be described by way of non-limiting examples.
Exemples Dans les exemples ci-dessous, donnés à titre illustratif, il est fait référence aux définitions suivantes : - Mn représente la masse molaire moyenne en nombre. - PDMS = polydiméthylsiloxane Les PDMS mis en oeuvre dans les exemples qui suivent répondent à l'une des formules suivantes : H2NSI icr.4.11%04.11 N H2 a I Ig I I I -sii-t o--sii-01-1-si-o+sii- b c NH2 I I I I -Si 4,..Si% .ffSi , I- I o Io -o i ,FS d e NH H2N ORGANOSILOXANE (1) : N-(2-aminoéthyl)-3-aminopropylméthylbis(triméthylsiloxy)silane -1-0-1-0-1- I I NH H2N ORGANOSILOXANE (2) : Commercial, Gelest SIA0604.5 3-aminopropylméthylbis(triméthylsiloxy)silane, I I I -Si-O-Si-O-Si- I I (IV) (V) NH2 - PDMS(3) : Gelest, Mn-3000g/mol ; ; composé de formule (III) ; quantité de liaison N-H par gramme = 1,33.10-3 mol/g ; - PDMS(4) : Gelest ; composé de formule (III) quantité de liaison N-H par gramme = 8,0.10-5 mol/g ; Mn-50000g/mol - PDMS(5) : Gelest ; composé de formule (III) Mn-30000g/mol ; quantité de liaison N-H par gramme = 1,33.10-4 mol/g - PDMS(6) : Gelest ; composé de formule (IV) quantité de liaison N-H par gramme = 1,71.10-3 mol/g ; - PDMS(7) : Gelest ; composé de formule (IV) ; quantité de liaison N-H par gramme = 2,43.10-3 mol/g ; - PDMS(8) : Gelest ; composé de formule (IV) ; quantité de liaison N-H par gramme = 5,14.10-3 mol/g ; - PDMS(9) : Gelest ; composé de formule (V) quantité de liaison N-H par gramme = 6,54.10-3 mol/g ; - PDMS(10) : Gelest ; Composé de formule (V) ; quantité de liaison N-H par gramme = 8,57.10-4 mol/g ; - PDMS(11) : Bluestar Silicones ; composé de formule (V) quantité de liaison N-H par gramme = 3,21.10-4 mol/g ; Viscosité dynamique : La viscosité dynamique des produits a été mesurée à l'aide d'un rhéomètre à contrainte imposée (TA-DHRII). Les mesures ont été réalisées en mode écoulement avec une géométrie cône/plan de diamètre 40 mm et présentant une troncature de 52 iim. La viscosité a été enregistrée en fonction du taux de cisaillement (0,01 -100 s-1) à 25°C.35 RMN : Les spectres de résonance magnétique nucléaire (RMN) 1H ont été enregistrés sur un spectromètre Bruker Avance III à 400 MHz. Les échantillons ont été dissous soit dans le chloroforme deutéré, soit dans un mélange CDC13/Me0D (60/40 mol) et analysés à 27°C.Examples In the examples below, given by way of illustration, reference is made to the following definitions: Mn represents the number-average molar mass. PDMS = polydimethylsiloxane The PDMSs used in the examples which follow correspond to one of the following formulas: ## STR1 ## ## STR1 ## ## STR2 ## Organosiloxane (2): Commercial, Gelest SIAO604.5 3-aminopropylmethylbis (trimethylsiloxy) silane, III-Si-O-Si-O-Si-II (IV) ( V) NH2-PDMS (3): Gelest, Mn-3000g / mol; ; compound of formula (III); amount of N-H bond per gram = 1.33 × 10 -3 mol / g; - PDMS (4): Gelest; compound of formula (III) amount of N-H bond per gram = 8.0 x 10-5 mol / g; Mn-50000g / mol - PDMS (5): Gelest; compound of formula (III) Mn-30000g / mol; amount of N-H bond per gram = 1.33.10-4 mol / g - PDMS (6): Gelest; compound of formula (IV) N-H bond amount per gram = 1.71.10-3 mol / g; - PDMS (7): Gelest; compound of formula (IV); amount of N-H bond per gram = 2.43 × 10 -3 mol / g; - PDMS (8): Gelest; compound of formula (IV); amount of N-H bond per gram = 5.14 × 10 -3 mol / g; - PDMS (9): Gelest; compound of formula (V) amount of N-H bond per gram = 6.54 × 10 -3 mol / g; PDMS (10): Gelest; Compound of formula (V); amount of N-H bond per gram = 8.57 × 10 -4 mol / g; - PDMS (11): Bluestar Silicones; compound of formula (V) amount of N-H bond per gram = 3.21 × 10 -4 mol / g; Dynamic Viscosity: The dynamic viscosity of the products was measured using an imposed stress rheometer (TA-DHRII). The measurements were made in flow mode with a cone / plane geometry 40 mm in diameter and having a truncation of 52 μm. The viscosity was recorded as a function of the shear rate (0.01 -100 s-1) at 25 ° C..35 NMR: The 1H nuclear magnetic resonance (NMR) spectra were recorded on a 400 Bruker Avance III spectrometer. MHz. The samples were dissolved either in deuterated chloroform or in a CDCl3 / MeOH mixture (60/40 mol) and analyzed at 27 ° C.
Rhéologie Les analyses rhéologiques ont été réalisées à l'aide d'un rhéomètre à contrainte imposée (TA-DHRII) à 25°C en utilisant une géométrie plan/plan (diamètre de 40 mm). Les balayages en fréquence ont été enregistrés dans le domaine viscoélastique linéaire des produits entre 100 et 0,01 Hz. Exemple 1 : Préparation de l'ORGANOSILOXANE (1) L'ORGANOSILOXANE (1) a été préparé selon le protocole suivant : Le N-(2-aminoéthyl)-3-aminopropylméthyldiméthoxysilane (5,0g) et l'hexaméthyldisiloxane (20,1g) ont été mélangés dans un ballon bicol surmonté d'un réfrigérant en présence d'hydroxyde de tétraméthylammonium dissous dans le méthanol (0,5 g). Le mélange réactionnel a été agité sous balayage d'azote à température ambiante pendant 10 minutes puis a été chauffé à 90°C pendant 2 heurespuis à 130°C pendant 30 minutes. Le mélange réactionnel a ensuite été refroidi jusqu'à température ambiante (20 à 25°C) et le produit obtenu a été purifié par distillation fractionnée sous vide. Une fraction de 2,3 g correspondant à l'ORGANOSILOXANE (1) est sortie à 106°C à 0,41 mbar en tête de colonne, le bouilleur étant porté à 200°C. Le rendement de la réaction est de 30%. Exemple 2 : Réaction de l'ORGANOSILOXANE (1) avec l'acide acrylique Dans un ballon bicol, sont mélangés l'ORGANOSILOXANE (1) et de l'acide acrylique. L'ORGANOSILOXANE (1) et l'acide acrylique sont ajoutés dans des quantités telles que r=0,33 et J=0,5. Le mélange est mis sous agitation magnétique pendant 24 h à 50°C à pression atmosphérique. Une analyse RMN1H du milieu réactionnel prélevé à 1, 4, 6, 8 et 24 h de réaction, a permis de montrer une disparition des fonctions acrylique au cours du temps. Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, cette disparition des fonctions acrylique est due à la réaction d'Aza-Michael entre les liaisons NH de l'ORGANOSILOXANE (1) et les fonctions acrylique. Un essai 2 bis a également été réalisé en suivant l'exemple 2 (même proportion) mais en remplaçant l'ORGANOSILOXANE (1) par l'octaméthyltrisiloxane. Cet essai n'a pas montré la formation d'un polymère d'acide acrylique. Ceci montre que la disparition des fonctions acrylique observée par RMN à l'exemple 2 n'est pas due à une réaction de polymérisation de l'acide acrylique mais bien à la réaction d'Aza-Michael entre les liaisons NH portées par l'ORGANOSILOXANE (1) et la double liaison carbone-carbone de l'acide acrylique.Rheology The rheological analyzes were carried out using an imposed stress rheometer (TA-DHRII) at 25 ° C using a plane / plane geometry (40 mm diameter). Frequency scans were recorded in the linear viscoelastic domain of the products between 100 and 0.01 Hz. EXAMPLE 1 Preparation of ORGANOSILOXANE (1) ORGANOSILOXANE (1) was prepared according to the following protocol: (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane (5.0 g) and hexamethyldisiloxane (20.1 g) were mixed in a two-neck flask surmounted by a condenser in the presence of tetramethylammonium hydroxide dissolved in methanol (0.5 g). boy Wut). The reaction mixture was stirred under nitrogen flushing at room temperature for 10 minutes and then heated at 90 ° C for 2 hours and then at 130 ° C for 30 minutes. The reaction mixture was then cooled to room temperature (20 to 25 ° C) and the obtained product was purified by fractional distillation under vacuum. A fraction of 2.3 g corresponding to ORGANOSILOXANE (1) was removed at 106 ° C. at 0.41 mbar at the top of the column, the boiler being heated to 200 ° C. The reaction yield is 30%. EXAMPLE 2 Reaction of Organosiloxane (1) with Acrylic Acid In a two-necked flask, ORGANOSILOXANE (1) and acrylic acid are mixed. ORGANOSILOXANE (1) and acrylic acid are added in amounts such that r = 0.33 and J = 0.5. The mixture is stirred magnetically for 24 h at 50 ° C at atmospheric pressure. 1 H NMR analysis of the reaction medium taken at 1, 4, 6, 8 and 24 h of reaction, made it possible to show a disappearance of the acrylic functions over time. Without wishing to be bound by any theory, this disappearance of the acrylic functions is due to the Aza-Michael reaction between the NH bonds of ORGANOSILOXANE (1) and the acrylic functions. A 2 bis test was also carried out following Example 2 (same proportion) but replacing the organosiloxane (1) with octamethyltrisiloxane. This test did not show the formation of an acrylic acid polymer. This shows that the disappearance of the acrylic functions observed by NMR in Example 2 is not due to a polymerization reaction of acrylic acid but to the reaction of Aza-Michael between the NH bonds carried by ORGANOSILOXANE (1) and the carbon-carbon double bond of acrylic acid.
Exemple 3 : Réaction de l'ORGANOSILOXANE (2) avec l'acide acrylique, l'acide propionique ou l'acrylate de butyle Dans un pilulier étanche, ont été mélangés l'ORGANOSILOXANE (2) et de l'acide acrylique (AA) (r=0.5, J=1) ou de l'acide propionique (AP) (r=0, J=1) ou de l'acrylate de butyle (BuA) (r=0.5, J=0). Une réaction exothermique est observée lors de l'ajout de l'acide acrylique ou de l'acide propionique. La température maximale atteinte est de 92°C et 87°C respectivement. Au bout de 10 minutes, la bmpérature du mélange réactionnel est à nouveau égale à la température ambiante (25°C). La viscosité dynamique des produits obtenus après 168 ha été mesurée à différents taux de cisaillement (0,1-100 s-1).EXAMPLE 3 Reaction of Organosiloxane (2) with Acrylic Acid, Propionic Acid or Butyl Acrylate In a sealed container, the organosiloxane (2) and acrylic acid (AA) were mixed. (r = 0.5, J = 1) or propionic acid (AP) (r = 0, J = 1) or butyl acrylate (BuA) (r = 0.5, J = 0). An exothermic reaction is observed when adding acrylic acid or propionic acid. The maximum temperature reached is 92 ° C and 87 ° C respectively. After 10 minutes, the temperature of the reaction mixture is again equal to room temperature (25 ° C.). The dynamic viscosity of the products obtained after 168 hours was measured at different shear rates (0.1-100 s-1).
Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau 1. ESSAI Produits Viscosité dynamique (mPa.$) 1 ORGANOSILOXANE (2) 3,1 ± 0,6 2 ORGANOSILOXANE (2) / BuA 6,9 ± 0,4 3 ORGANOSILOXANE (2) / AP 580 ± 5 4 ORGANOSILOXANE (2) / AA 5900 ±50 Tableau 1 Aucune élévation de température n'est notée lors du mélange de l'acrylate de butyle avec l'ORGANOSILOXANE (2) révélant ainsi une absence de réaction acido-basique (l'acrylate de butyle ne comprenant pas de fonctions acide). Il est noté une faible augmentation de la viscosité dynamique du produit obtenu par réaction de l'acrylate de butyle avec l'ORGANOSILOXANE (2) par rapport à la viscosité dynamique initiale de l'ORGANOSILOXANE (2). Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, cette augmentation de viscosité dynamique est due à la réaction d'Aza-Michael entre les liaisons NH portées par l'ORGANOSILOXANE (2) et la double liaison carbone- carbone de l'acrylate de butyle. Une augmentation de la viscosité dynamique des produits obtenus par réaction de l'acide propionique avec l'ORGANOSILOXANE (2) et par réaction partielle (conversion 40% à t=168 h) de l'acide acrylique avec l'ORGANOSILOXANE (2), est notée par rapport à la viscosité initiale de l'ORGANOSILOXANE (2). Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, cette augmentation de viscosité dynamique est due à la réaction acido-basique entre les fonctions amine de l'ORGANOSILOXANE (2) et les fonctions acide de l'acide propionique et de l'acide acrylique. Il est noté une très forte augmentation de la viscosité dynamique du produit obtenu par réaction partielle (conversion 40% sur la base de la RMN 1H, à t=168 h, des fonctions acrylique due à la réaction d'Aza-Michael entre les liaisons NH portées par l'ORGANOSILOXANE (2) et l'acide acrylique) de l'acide acrylique avec l'ORGANOSILOXANE (2) par rapport au produit obtenu par réaction de l'acide propionique avec l'ORGANOSILOXANE (2). Ces résultats montrent que la réaction d'Aza-Michael associée à une réaction acido-basique conduit à un produit qui présente une viscosité dynamique supérieure par rapport à l'ORGANOSILOXANE (2) de départ. Exemple 4 : Influence de la température sur la consommation de l'acide acrylique La réaction de l'exemple 2 a été répétée à différentes températures : 25°C (Essai 5), 50°C (Essai 6) et 70°C (Essai 7). La conversion des fondions acrylique au cours du temps a été suivie par RMN 1H. Les résultats sont présentés dans le tableau 2 suivant : N° ESSAI 5 6 7 Temps (h) Conversion (°/0) 0 0 0 0 1 16 39 84 2 18 54 / 4 23 71 98 6 27 81 / 7 / / 100 8 32 86 / 24 55 98 / 48 73 100 / 49 / / 100 168 94 100 / Tableau 2 Ces résultats montrent qu'une augmentation de la température permet d'obtenir une conversion totale des fonctions acrylique dès 7h à 70°C.The results obtained are summarized in Table 1. TEST Products Dynamic viscosity (mPa. $) 1 ORGANOSILOXANE (2) 3.1 ± 0.6 2 ORGANOSILOXANE (2) / BuA 6.9 ± 0.4 3 ORGANOSILOXANE (2) / AP 580 ± 5 4 ORGANOSILOXANE (2) / AA 5900 ± 50 Table 1 No increase in temperature is noted during the mixing of butyl acrylate with ORGANOSILOXANE (2) thus revealing a lack of acid-base reaction (butyl acrylate does not include acid functions). It is noted a small increase in the dynamic viscosity of the product obtained by reaction of butyl acrylate with ORGANOSILOXANE (2) with respect to the initial dynamic viscosity of ORGANOSILOXANE (2). Without wishing to be bound by any theory, this increase in dynamic viscosity is due to the Aza-Michael reaction between the NH bonds carried by ORGANOSILOXANE (2) and the carbon-carbon double bond of butyl acrylate. An increase in the dynamic viscosity of the products obtained by reaction of propionic acid with ORGANOSILOXANE (2) and by partial reaction (conversion 40% at t = 168 h) of acrylic acid with ORGANOSILOXANE (2), is noted relative to the initial viscosity of ORGANOSILOXANE (2). Without wishing to be bound by any theory, this increase in dynamic viscosity is due to the acid-base reaction between the amine functions of ORGANOSILOXANE (2) and the acid functions of propionic acid and acrylic acid. It is noted a very strong increase in the dynamic viscosity of the product obtained by partial reaction (conversion 40% on the basis of the 1 H NMR, at t = 168 h, acrylic functions due to the reaction of Aza-Michael between the bonds NH borne by ORGANOSILOXANE (2) and acrylic acid) of acrylic acid with ORGANOSILOXANE (2) relative to the product obtained by reaction of propionic acid with ORGANOSILOXANE (2). These results show that the Aza-Michael reaction associated with an acid-base reaction leads to a product which has a higher dynamic viscosity compared to the starting ORGANOSILOXANE (2). Example 4: Influence of Temperature on Acrylic Acid Use The reaction of Example 2 was repeated at different temperatures: 25 ° C (Run 5), 50 ° C (Run 6) and 70 ° C (Run 7). The conversion of acrylic fluxes over time was followed by 1H NMR. The results are shown in Table 2 below: No. TEST 5 6 7 Time (h) Conversion (° / 0) 0 0 0 0 1 16 39 84 2 18 54/4 23 71 98 6 27 81/7 / / 100 These results show that an increase in temperature makes it possible to obtain a total conversion of acrylic functions as early as 7h at 70.degree.
Les produits obtenus ont été analysés qualitativement en termes de viscosité, homogénéité, solubilité, etc. Les résultats montrent que les produits obtenus sont homogènes, solubles dans le chloroforme, dispersibles dans l'eau, plus visqueux que l'ORGANOSILOXANE (2) de départ et présentent une transparence équivalente à celle de l'ORGANOSILOXANE (2) de départ. Exemple 5 : Réaction du PDMS (3) avec l'acide acrylique en masse Dans un ballon monocol de 15mL, ont été mélangés le PDMS (3) et de l'acide acrylique. Le PDMS (3) et l'acide acrylique sont ajoutés dans des quantités telles que r=0,5 et J=1. Le mélange réactionnel a été mis sous agitation magnétique pendant 72 h à une température de 50°C. Aucun traitement post-réactiomel n'a été appliqué. Une analyse RMN 1H du produit obtenu dans le CDCI3 à 27°C (128 scans) a permis de montrer une disparition des fonctions acrylique. La conversion a été calculée, sur la base de la RMN 1H, à 96% à t=72 h. Les viscosités dynamiques du PDMS (3), du mélange PDMS (3) et acide acrylique à t=0, et du produit obtenu après 72 h de réaction ont été mesurées à différents taux de cisaillements (0,1 - 100 s-1) et sont présentées dans le tableau 3 ci-dessous. N° ESSAI Produits Viscosité dynamique (mPa.$) 8 PDMS (3) 57,5 ± 6,5 9 PDMS (3) / AA t=0 1225 ± 50 9 PDMS (3) / AA t=72h 1,75.105 ± 5.103 Tableau 3 Ces résultats montrent que le PDMS (3) présente initialement une faible viscosité. La viscosité dynamique augmente lorsque le PDMS (3) est mélangé à l'acide acrylique à t=0. Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, cette augmentation de viscosité dynamique est due à la réaction acido-basique entre les fonctions amine du PDMS (3) et l'acide acrylique. La viscosité dynamique du produit final (produit issu de la réaction d'Aza-Michael entre le PDMS( 3) et l'acide acrylique après 72 h) est plus de 100 fois supérieure à celle du PDMS (3) et bien supérieure à celle du mélange PDMS (3) et acide acrylique à t=0. Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, et comme le montre les résultats de l'exemple 3, cette augmentation de viscosité dynamique est due à la réaction d'Aza-Michael couplée à une réaction acido-basique entre le PDMS (3) et l'acide acrylique.30 Exemple 6 : Variation de la nature du PDMS, de J et r Les PDMS 4 à 11 et l'acide acrylique ont été mis à réagir, en masse, dans un récipient plastique approprié. Le mélange réactionnel a été homogénéisé à l'aide d'un mélangeur planétaire à haute vitesse (2750 tours par minute) pendant 2 minutes et 30 secondes.The products obtained were analyzed qualitatively in terms of viscosity, homogeneity, solubility, etc. The results show that the products obtained are homogeneous, soluble in chloroform, dispersible in water, more viscous than the starting ORGANOSILOXANE (2) and have a transparency equivalent to that of the starting ORGANOSILOXANE (2). Example 5: Reaction of PDMS (3) with Acrylic Acid by Mass In a 15mL monocolumn flask, PDMS (3) and acrylic acid were mixed. PDMS (3) and acrylic acid are added in amounts such that r = 0.5 and J = 1. The reaction mixture was stirred magnetically for 72 hours at a temperature of 50 ° C. No post-reactive treatment was applied. 1 H NMR analysis of the product obtained in CDCl 3 at 27 ° C. (128 scans) made it possible to show a disappearance of the acrylic functions. The conversion was calculated on the basis of 1H NMR at 96% at t = 72h. The dynamic viscosities of PDMS (3), PDMS (3) and acrylic acid at t = 0, and the product obtained after 72 hours of reaction were measured at different shear rates (0.1-100 s-1). and are shown in Table 3 below. No. TEST Products Dynamic Viscosity (mPa. $) 8 PDMS (3) 57.5 ± 6.5 9 PDMS (3) / AA t = 0 1225 ± 50 9 PDMS (3) / AA t = 72h 1.75.105 ± 5.103 Table 3 These results show that PDMS (3) initially has a low viscosity. Dynamic viscosity increases when PDMS (3) is mixed with acrylic acid at t = 0. Without wishing to be bound by any theory, this increase in dynamic viscosity is due to the acid-base reaction between the amine functions of PDMS (3) and acrylic acid. The dynamic viscosity of the final product (product resulting from the Aza-Michael reaction between PDMS (3) and acrylic acid after 72 hours) is more than 100 times higher than that of PDMS (3) and much higher than that PDMS (3) and acrylic acid at t = 0. Without wishing to be bound by any theory, and as shown by the results of Example 3, this increase in dynamic viscosity is due to the Aza-Michael reaction coupled to an acid-base reaction between the PDMS (3) and Example 6: Variation in the nature of PDMS, J and r PDMS 4 to 11 and acrylic acid were reacted, by mass, in a suitable plastic container. The reaction mixture was homogenized using a high speed planetary mixer (2750 rpm) for 2 minutes and 30 seconds.
Une réaction exothermique est visible lors de l'homogénéisation, c'est pourquoi les produits ont été refroidis à -20°C avant d'être homogénéisés. Ainsi, la température maximale au sein du produit ne dépasse pas 25°C. Ap-ès homogénéisation, les produits sont laissés à température ambiante pendant plusieurs jours (> 17 jours). Les conditions réactionnelles selon les différents PDMS sont rassemblées dans le tableau 4 ci-dessous : N° ESSAI PDMS r J 10 PDMS (4) 0,52 1 11 PDMS (5) 0,54 1 12 PDMS (6) 0,50 1 13 PDMS (7) 0,51 1 14 PDMS (8) 0,50 1 PDMS (9) 0,67 1 16 PDMS (10) 0,68 1 17 PDMS (10) 1,35 2 18 PDMS (11) 0,71 1 Tableau 4 Les produits obtenus ont été analysés par RMN 1H après 17 jours de réaction à température ambiante (20-25°C) ce qui a permis de calculer la conversion des fonctions acrylique. Les produits obtenus ont également été évalués en termes de viscosité 15 (observation visuelle) et de solubilité dans différents solvants. Les résultats de ces analyses sont regroupés dans le tableau 5 ci-dessous : N° ESSAI Conversion Solubilité (10g/L) (%) CDCI3 H20 IPA THF MCH 10 67 S - - - - 11 68 S - - - - 12 72 S - - - - 13 70 S - - - - 14 - I D D - - 15 - I I I I I 16 87 S I - S S 17 84 S I - S S 18 90 S I - S S Tableau 5 Légende: S : soluble ; I : insoluble ; D : dispersible ; - : non testé CDCI3 : Chloroforme deutéré ; H20 : eau ; IPA : lsopropanol ; THF : Tétrahydrofurane ; MCH : Méthylcyclohexane Les produits obtenus présentent tous une viscosité au moins 10 fois plus importante que les PDMS respectifs de départ. Les produits obtenus peuvent être qualifiés de liquides viscoélastiques.An exothermic reaction is visible during homogenization, which is why the products have been cooled to -20 ° C. before being homogenized. Thus, the maximum temperature within the product does not exceed 25 ° C. After homogenization, the products are left at room temperature for several days (> 17 days). The reaction conditions according to the various PDMSs are summarized in Table 4 below: No. PDMS TEST PDMS (4) 0.52 11 PDMS (5) 0.54 12 PDMS (6) 0.50 13 PDMS (7) 0.51 1 14 PDMS (8) 0.50 1 PDMS (9) 0.67 1 16 PDMS (10) 0.68 1 17 PDMS (10) 1.35 2 18 PDMS (11) 0 Table 4 The products obtained were analyzed by 1H NMR after 17 days of reaction at room temperature (20-25 ° C.) which made it possible to calculate the conversion of the acrylic functions. The products obtained were also evaluated in terms of viscosity (visual observation) and solubility in different solvents. The results of these analyzes are summarized in Table 5 below: No. TEST Conversion Solubility (10g / L) (%) CDCl3 H20 IPA THF MCH 10 67 S - - - - 11 68 S - - - - 12 72 S - - - - 13 70 S - - - - 14 - IDD - - 15 - IIIII 16 87 SI - SS 17 84 SI - SS 18 90 SI - SS Table 5 Legend: S: soluble; I: insoluble; D: dispersible; -: not tested CDCI3: Deuterated chloroform; H2O: water; IPA: Isopropanol; THF: Tetrahydrofuran; MCH: Methylcyclohexane The products obtained all have a viscosity at least 10 times greater than the respective starting PDMS. The products obtained can be called viscoelastic liquids.
Les propriétés viscoélastiques des produits obtenus pour les essais 16, 17 et 18 ont été enregistrées à l'aide d'un rhéomètre à contrainte imposée. Les propriétés viscoélastiques initiales des PDMS (10) et PDMS (11) ont également été mesurées. Pour cela l'évolution des modules élastique (G') et visqueux (G") en fonction de la fréquence a été enregistrée dans les conditions suivantes : Déformation (8) de 0,1% appliquée pour l'essai 16 et le PDMS (10), déformation (8) de 0,03% appliquée pour l'essai 17 et déformation (8) de 0,2% appliquée pour l'essai 18 et le PDMS (11). Les résultats obtenus au bout de 18 jours de réaction sont regroupés dans les deux tableaux 6 et 7 suivants : N° ESSAI PDMS (10) 16 17 Fréquence (Hz) G' (Pa) G" (Pa) G' (Pa) G" (Pa) G' (Pa) G" (Pa) 100 3,6.102 1,7.102 2,2.105 3,9.104 2,6.105 4,9.104 10 7 45 1,7.105 4,8.104 1,9.105 4,2.104 1 1,3 5 8,3.104 5,3.104 1,2.105 5,3.104 0,1 1,1 0,5 1,9.104 2,6.104 3,9.104 4,2.104 0,01 / / 1,3.103 5,7.103 4,8.103 1,1.104 Croisement G'/G" Croisement G'/G" Croisement G'/G" Fréquence (Hz) > 100 0,2 0,1 Tableau 6 N° ESSAI PDMS (11) 18 Fréquence G, (Fa) G- (Fa) G' (Fa) G" (Pa) (Hz) 100 2,1.103 4,2.103 1,2.105 1,8.104 10 1,4.102 6,5.102 9,6.104 2,6.104 1 4 76 4,9.104 2,8.104 0,1 0,2 8 1,7.104 1,5.104 0,01 0,2 0,9 3,4.103 5,3.103 Croisement G'/G" Croisement G'/G" Fréquence >100 0,6 (Hz) Tableau 7 Les résultats montrent que le point de croisement G'/G" est à 0,2 Hz pour l'essai 16, à 0,1 Hz pour l'essai 17 et à 0,6 Hz pour l'essai 18. Les trois produits obtenus sont donc des liquides viscoélastiques à t=18 jours.The viscoelastic properties of the products obtained for tests 16, 17 and 18 were recorded using an imposed stress rheometer. Initial viscoelastic properties of PDMS (10) and PDMS (11) were also measured. For this, the evolution of the elastic (G ') and viscous (G ") modules as a function of frequency was recorded under the following conditions: Deformation (8) of 0.1% applied for the test 16 and the PDMS ( 10), deformation (8) of 0.03% applied for the test 17 and deformation (8) of 0.2% applied for the test 18 and the PDMS (11) .The results obtained after 18 days of The reaction is grouped in the following two tables 6 and 7: No. PDMS TEST (10) 16 17 Frequency (Hz) G '(Pa) G "(Pa) G' (Pa) G" (Pa) G '(Pa) G "(Pa) 100 3.6.102 1.7.102 2.2.105 3.9.104 2.6.105 4.9.104 10 7 45 1.7.105 4.8.104 1.9.105 4.2.104 1 1.3 5 8.3.104 5.3.104 1.2.105 5.3.104 0.1 1.1 0.5 1.9.104 2.6.104 3.9.104 4.2.104 0.01 / / 1.3.103 5.7.103 4.8.103 1.1.104 Crossing G '/ G " Crossing G '/ G "Crossing G' / G" Frequency (Hz)> 100 0.2 0.1 Table 6 No. TEST PDMS (11) 18 Frequency G, (Fa) G- (Fa) G '(Fa) G "(Pa) (Hz) 100 2.1.103 4.2.103 1.2.105 1.8.104 10 1.4.102 6.5.102 9.6.104 2.6.104 1 4 76 4.9.104 2.8.104 0.1 0.2 8 1.7.104 1.5.104 0.01 0.2 0.9 3.4.103 5.3.103 Crossing G '/ G "Crossing G' / G" Frequency> 100 The results show that the crossing point G '/ G "is at 0.2 Hz for test 16, at 0.1 Hz for test 17 and at 0.6 Hz for 18. The three products obtained are therefore viscoelastic liquids at t = 18 days.
Les résultats montrent également une augmentation de la viscosité des produits obtenus dans les essais 16 et 17 par rapport au PDMS (10) et dans l'essai 18 par rapport au PDMS (11), cette augmentation étant due à la réaction d'Aza-Michael couplée à la réaction acido-basique.The results also show an increase in the viscosity of the products obtained in tests 16 and 17 with respect to PDMS (10) and in test 18 with respect to PDMS (11), this increase being due to the reaction of Aza- Michael coupled with the acid-base reaction.
De ces résultats ont pu être déduites, par calcul, les viscosités complexes suivantes : N° ESSAI PDMS (10) 16 17 Fréquence (Hz) n* (Pa.$) 100 0,6 3,5.102 4,2.102 10 0,7 2,8.103 3,1.103 1 0,8 1,6.104 2,2.104 0,1 1,9 5,2.104 9,1.104 0,01 / 9,3.104 2,0.105 Tableau 815 N° ESSAI PDMS (11) 18 Fréquence (Hz) n* (Pas) 100 7 2,0.102 10 11 1,6.103 1 12 9,0.103 0,1 13 3,6.104 0,01 15 1,0.105 Tableau 9 Les résultats montrent une diminution de la viscosité complexe lorsque la fréquence augmente. En laissant évoluer les produits vers 100% de conversion, ceux-ci évoluent vers des solides viscoélastiques. Exemple 7 : Réaction du PDMS (3) avec l'acide acrylique en présence d'un solvant (25°C) Dans un ballon monocol de 25 mL, sont mélangés le PDMS (3), de l'isopropanol (IPA, 33% en poids par rapport au poids total de PDMS (3) et d'acide acrylique) et de l'acide acrylique. Le PDMS (3) et l'acide acrylique sont ajoutés dans des quantités telles que r=0,5 et J=1. Le mélange réactionnel est mis sous agitation magnétique à 25°C pendant 7 jours. Une analyse RMN 1H du produit obtenu dans le CDCI3 à 27°C (128 scans) a permis de montrer la disparition des fonctions acrylique. A t=42 h, la conversion a été estimée, sur la base de la RMN 1H, à 37%.From these results the following complex viscosities could be deduced: No. TEST PDMS (10) 16 17 Frequency (Hz) n * (Pa. $) 100 0.6 3.5.102 4.2.102 10 0.7 2.8.103 3.1.103 1 0.8 1.6.104 2.2.104 0.1 1.9 5.2.104 9.1.104 0.01 / 9.3.104 2.0.105 Table 815 No. TEST PDMS (11) 18 Frequency ( Hz) n * (Pas) 100 7 2.0.102 10 11 1.6.103 1 12 9.0.103 0.1 13 3.6.104 0.01 15 1.0.105 Table 9 The results show a decrease in complex viscosity when the frequency increases. By letting the products evolve towards 100% conversion, they evolve towards viscoelastic solids. EXAMPLE 7 Reaction of PDMS (3) with Acrylic Acid in the Presence of a Solvent (25 ° C.) In a 25 mL single-neck flask, PDMS (3), isopropanol (IPA, 33%) are mixed by weight relative to the total weight of PDMS (3) and acrylic acid) and acrylic acid. PDMS (3) and acrylic acid are added in amounts such that r = 0.5 and J = 1. The reaction mixture is stirred magnetically at 25 ° C for 7 days. 1H NMR analysis of the product obtained in the CDCI3 at 27 ° C. (128 scans) made it possible to show the disappearance of the acrylic functions. At t = 42 h, the conversion was estimated on the basis of 1H NMR at 37%.
Exemple 8 : Influence du solvant (50°C) La réaction met en jeu le PDMS (3) et l'acide acrylique utilisés dans les exemples 5 et 7 dans les mêmes proportions (r=0,5, J=1). Au milieu réactionnel, est ajouté ou non un solvant : tert-butanol, solution IPA/Eau (50/50 mol) ou solution saturée d'ammoniaque (1 g) et le mélange est mis sous agitation magnétique à 50°C pendant 24h. La conversion des fonctions acrylique est suivie par RMN 1H et les résultats sont présentés dans le tableau 10 ci-dessous.25 N° ESSAI Milieu réactionnel Conversion (°/0) en fonction du temps (h) Oh 1h 4h 8h 24h 9 En masse 0 8 17 31 69 19 Tert-Butanol 0 5 12 25 64 20 IPA/Eau 0 0 3 5 35 21 Solution d'ammoniaque 0 8 18 / 56 Tableau 10 Ces données montrent, en combinaison avec les résultats des exemples 2, 5 et 7, que le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre en présence de différents solvants ou en masse et qu'un organopolysiloxane fonctionnalisé peut être obtenu dans ces diverses conditions. Exemple 9 : Réaction de l'ORGANOSILOXANE (2) avec le 2-carboxyéthylacrylate Dans un pilulier étanche, ont été mélangés l'ORGANOSILOXANE (2) et du 2- carboxyéthlacrylate dans des proportions telles que r=0,5 et J=1. Le mélange est mis sous agitation magnétique pendant 48 h à 50°C à pression atmosphérique. Une analyse RMN1H du milieu réactionnel prélevé à 1, 4, 7, 24 et 48 h de réaction, a permis de montrer une disparition des fonctions acrylique au cours du temps. Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, cette disparition des fonctions acrylique est due à la réaction d'Aza-Michael entre les liaisons NH de l'ORGANOSILOXANE (2) et les fonctions acrylate.Example 8: Influence of the solvent (50 ° C.) The reaction involves the PDMS (3) and the acrylic acid used in Examples 5 and 7 in the same proportions (r = 0.5, J = 1). To the reaction medium is added or not a solvent: tert-butanol, IPA / water solution (50/50 mol) or saturated solution of ammonia (1 g) and the mixture is stirred magnetically at 50 ° C for 24 hours. The conversion of the acrylic functions is followed by 1H NMR and the results are shown in Table 10 below. No. TEST Reaction medium Conversion (° / 0) as a function of time (h) Oh 1h 4h 8h 24h 9 By mass 0 8 17 31 69 19 Tert-Butanol 0 5 12 25 64 20 IPA / Water 0 0 3 5 35 21 Ammonia solution 0 8 18/56 Table 10 These data show, in combination with the results of Examples 2, 5 and 7, that the process of the invention can be carried out in the presence of different solvents or in bulk and that a functionalized organopolysiloxane can be obtained under these various conditions. EXAMPLE 9 Reaction of Organosiloxane (2) with 2-Carboxyethylacrylate In a sealed pillbox, the organosiloxane (2) and 2-carboxyethlacrylate were mixed in proportions such that r = 0.5 and J = 1. The mixture is stirred magnetically for 48 h at 50 ° C at atmospheric pressure. An 1 H NMR analysis of the reaction medium taken at 1, 4, 7, 24 and 48 h of reaction, made it possible to show a disappearance of the acrylic functions over time. Without wishing to be bound by any theory, this disappearance of the acrylic functions is due to the Aza-Michael reaction between the NH bonds of the organosiloxane (2) and the acrylate functions.
A t=48h, une conversion des fonctions acrylate d'une valeur de 96% est atteinte. Le tableau 11 ci-dessous regroupe les données en termes de conversion par rapport au temps de réaction. Temps (h) Conversion (°/0) 1 62.0 4 73.2 6.5 77.1 24 90.1 48 96.4 Tableau 1120At t = 48h, a conversion of the acrylate functions of a value of 96% is reached. Table 11 below groups the data in terms of conversion versus reaction time. Time (h) Conversion (° / 0) 1 62.0 4 73.2 6.5 77.1 24 90.1 48 96.4 Table 1120
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